какая масса мрамора,содержащего 96% карбоната кальция потребуется для получения 89.6 л углекислого газа ( н. у. ) при взаимодействии его с азотной кислотой? Какая масса 20 % -ного…

Задача по химии. Цель: понять решение пошагово.

Дано:

• Реакция: CaCO3 + 2 HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O
• Углекислый газ: 89.6 л при нормальных условиях (н.у.)
• Мрамор содержит 96% карбоната кальция по массе
• Нужно определить: масса мрамора и масса 20%-ного раствора азотной кислоты

1. Определяем количество молей CO2

• При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22.4 л.
• n(CO2) = 89.6 л / 22.4 л/моль = 4.0 моль

2. По стехиометрии реакций CaCO3 даёт CO2 в соотношении 1:1

• n(CaCO3) = n(CO2) = 4.0 моль

3. Масса чистого CaCO3, необходимого в реакции

• Молярная масса CaCO3: M(CaCO3) ≈ 40.08 + 12.01 + 3×16.00 = 100.09 г/моль
• Масса CaCO3 (чистого) = 4.0 моль × 100.09 г/моль = 400.36 г

4. Масса мрамора, содержащего 96% CaCO3

• Пусть масса мрамора = m_mramora, тогда 0.96 m_mramora = масса CaCO3
• 0.96 m_mramora = 400.36 г → m_mramora = 400.36 / 0.96 ≈ 417.04 г
• Итог: примерно 417 г мрамора

5. Необходимо количество HNO3

• По стехиометрии: 2 моль HNO3 на 1 моль CaCO3
• n(HNO3) = 2 × 4.0 моль = 8.0 моль

6. Масса чистого HNO3

• Молярная масса HNO3: M(HNO3) ≈ 1.01 + 14.01 + 3×16.00 = 63.01 г/моль
• Масса HNO3 (чистого) = 8.0 моль × 63.01 г/моль = 504.08 г

7. Масса 20%-ного раствора азотной кислоты

• 20% по массе значит 0.20 масса раствора = масса чистого HNO3
• Масса раствора = 504.08 г / 0.20 = 2520.4 г ≈ 2.52 кг

Ответ:

• Масса мрамора, содержащего 96% CaCO3, необходимая для получения 89.6 л CO2 (н.у.) ≈ 417 г.
• Масса 20%-ного раствора азотной кислоты, необходимая для реакции, ≈ 2.52 кг.